使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计
摘要 hX)r%v: 3leg,qd 因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 _ %&"4bm. `(;d+fof
8!>uC&bE8 m'k`p5[=h 工作流程概述 Tv3 ZNh %H<w.]> K1O/>dN_\O 9 )B >|#\ MATLAB BO[Q"g$Kon - 批处理模式文件的交互式访问 0x# 6L - 外部数学函数和工具 U'-MMwE] e_]1e7t !dhZs?/UI 批处理模式文件 - 执行仿真 ^.kas7< - 光学参数和仿真结果存储 nIph[Vs-Z 1sc #!^Oo VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎在VirtualLab Fusion中定义光学设置 /7S]%UY ?RWd"JTGue
在VirtualLab中生成相应的光学设置 1:YDN.* U
YUIpe Z+t?ah00 Xki/5roCQ| 创建批处理模式文件 (~Zg\(5#
Qk-y0 Zz?+,-$_*& •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 e@]cI/j •在所选文件夹中,生成三个新文件 vW$]:). - parameters.xml R~RY:[5?w 包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Rz=]KeZu - sample_batch.bat tY# F8a& 包含要执行的命令的批处理文件 m$LZ3=v%8 - system.os =Bo0Oei 包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) ;t?pyFT2Z )STt3.
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J:( '2[ _U&e 修改批处理文件 njUM>E,' pNiqb+^nz
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f4tia. z0Zl' 使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 9h0|^ttF UVI=&y]c,p
D3^v[>E2 参数扫描 - 变化单个参数 X 4/r#<Da czZ-C +}% Q o= •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 O0$ijJa| •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 J|DWT+$#Z •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 lJYv2EZ +M.|D,wg2
5cE[s<= 参数扫描 - 变化单个参数 z.H`a+cl F
H%yyT •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 A|a\pL` @ Ys3C'Gc
~~fL`" x)Th2es\ 参数扫描 - 变化多个参数 dl;A'/(t Z'j<wRf Sqge5 v •可以灵活地应用MATLAB基础文件。 0y ;gi3W •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 :8QG$Ua1 •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。 d
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4@ @v'<~9vG 参数扫描 - 变化多个参数 AP~!YwLW _Ey8P0-I 2>r.[ tvH)I px •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 ZEMo`O qqAsh]Z
|% kK?!e+- df)1}/*L 多配置仿真 H9Z3.F(2 PDsLJ|:yL
NR [VGZj eyG.XAP 在多个配置中变化单个参数 $k?L?R1 V:+bq` •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 %2+]3h>g •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 #}Cwn$ •主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 :({<"H)!' th<]L<BP/
g\Zk*5( (l,o UBRr 在多个配置中变化单个参数 :Ry24X z~_\onC •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 b(VU{cf2d
S ] &->5" ^/uGcz|. 具有多个配置的参数优化 Y^G3<.B 5zGj,y>u LNb![Rq •基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 Rt|Hma •例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 ba ?k:b Ed-gYL^<
xRUYJ=|oh •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 g}-Z]2(c# Hn~1x'$
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